JPH0328260B2 - - Google Patents
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- JPH0328260B2 JPH0328260B2 JP58075352A JP7535283A JPH0328260B2 JP H0328260 B2 JPH0328260 B2 JP H0328260B2 JP 58075352 A JP58075352 A JP 58075352A JP 7535283 A JP7535283 A JP 7535283A JP H0328260 B2 JPH0328260 B2 JP H0328260B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- welding
- electrode wire
- short circuit
- consumable electrode
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明はシヨートアーク溶接やグロビユール
溶接等の短絡移行を伴なう溶接に用いる電源の制
御方法、特に溶接ワイヤ電流の制御方法に関す
る。
溶接等の短絡移行を伴なう溶接に用いる電源の制
御方法、特に溶接ワイヤ電流の制御方法に関す
る。
従来技術
短絡移行を伴なう溶接は消耗電極ワイヤと溶液
母材との間に短絡とアーク発生をくり返すことに
より特徴づけられるものである。
母材との間に短絡とアーク発生をくり返すことに
より特徴づけられるものである。
第１図は上述の短絡移行溶接時における消耗電
極ワイヤ１０と母材１１の間の電流波形ならびに
消耗電極ワイヤ１０と母材１１との間の位置関係
を示したものであり、各図において、ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅはそれぞれの溶接状態を示す。即ちア
ーク発生中ａから徐々にアーク長が短くなり、短
絡ｂに至る。溶滴が最も強固に、母材１１に結合
した時点ｃを経過した後、消耗電極ワイヤ１０の
先端がくびれ始めるｄ点を経て、ｅ点にて短絡が
破れアーク再生に移行する。
極ワイヤ１０と母材１１の間の電流波形ならびに
消耗電極ワイヤ１０と母材１１との間の位置関係
を示したものであり、各図において、ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅはそれぞれの溶接状態を示す。即ちア
ーク発生中ａから徐々にアーク長が短くなり、短
絡ｂに至る。溶滴が最も強固に、母材１１に結合
した時点ｃを経過した後、消耗電極ワイヤ１０の
先端がくびれ始めるｄ点を経て、ｅ点にて短絡が
破れアーク再生に移行する。
この種の溶接に用いられる従来の溶接電源装置
によれば、第１図に示されるように、溶滴が溶融
プールに接触する短絡初期からアークが再生する
時点まで、電極はb″，c″，d″，e″に示すように増
加する。
によれば、第１図に示されるように、溶滴が溶融
プールに接触する短絡初期からアークが再生する
時点まで、電極はb″，c″，d″，e″に示すように増
加する。
この短絡が破れ、アークが発生する時点ｅにお
いて、スパツタが発生することが知られており、
時点ｅの電流が高い程、スパツタの発生量が多く
なることも明らかになつている。これは溶接ワイ
ヤの浪費を招き、スパツタの除去作業に多大な時
間を要するだけでなく、トーチノズル内部にも入
り込み、究極的にこれを詰まらせることになる。
いて、スパツタが発生することが知られており、
時点ｅの電流が高い程、スパツタの発生量が多く
なることも明らかになつている。これは溶接ワイ
ヤの浪費を招き、スパツタの除去作業に多大な時
間を要するだけでなく、トーチノズル内部にも入
り込み、究極的にこれを詰まらせることになる。
動作特性への影響を与えずに、スパツタを減少
させる方法として、アーク再生直前に短絡電流を
下げる方法が提案されている。この制御によると
溶滴移行の瞬間は低電流レベルにある訳であり、
溶滴移行を電磁力効果で完了させるには不十分
で、代わつて溶滴移行には表面張力、重力が大き
く寄与することになる。この方法はスパツタを減
少させることについてはある程度の効果はあつた
が、溶接トーチと母材間の距離やワイヤ送給速
度、溶接速度などの急変に対しての考慮が不十分
でこれらが変動した場合は不安定であつた。即
ち、第２図においてd′，d″の溶滴にくびれが生じ
る短絡後期からe′，e″のアーク発生にいたる過程
で前述の外乱が影響して消耗電極ワイヤ先端の溶
融部が離脱しきれずあるいは消耗電極ワイヤの未
溶融部までが溶融プールに入り込んでしまうこと
もあり、消耗電極ワイヤを母材に溶着してしまつ
たりしてアーク再生にいたらず、溶接を中断する
ことを余儀なくされる場合も生じるという欠点が
あつた。
させる方法として、アーク再生直前に短絡電流を
下げる方法が提案されている。この制御によると
溶滴移行の瞬間は低電流レベルにある訳であり、
溶滴移行を電磁力効果で完了させるには不十分
で、代わつて溶滴移行には表面張力、重力が大き
く寄与することになる。この方法はスパツタを減
少させることについてはある程度の効果はあつた
が、溶接トーチと母材間の距離やワイヤ送給速
度、溶接速度などの急変に対しての考慮が不十分
でこれらが変動した場合は不安定であつた。即
ち、第２図においてd′，d″の溶滴にくびれが生じ
る短絡後期からe′，e″のアーク発生にいたる過程
で前述の外乱が影響して消耗電極ワイヤ先端の溶
融部が離脱しきれずあるいは消耗電極ワイヤの未
溶融部までが溶融プールに入り込んでしまうこと
もあり、消耗電極ワイヤを母材に溶着してしまつ
たりしてアーク再生にいたらず、溶接を中断する
ことを余儀なくされる場合も生じるという欠点が
あつた。
発明の目的
この発明は上述の種々の欠点を除くためになさ
れたものであつて、短絡移行を伴う溶接におい
て、スパツタの発生を確実に減少させるととも
に、アーク再生の失敗を防ぎ溶接中断の回数を低
減させ得る溶接電源の制御方法を提供することを
目的とするものである。
れたものであつて、短絡移行を伴う溶接におい
て、スパツタの発生を確実に減少させるととも
に、アーク再生の失敗を防ぎ溶接中断の回数を低
減させ得る溶接電源の制御方法を提供することを
目的とするものである。
発明の概要
本発明は、特に第２図のd′，d″におけるアーク
再生の前兆である溶滴のくびれを検出して、この
くびれ検出に応答して消耗電極ワイヤの短絡電流
を下げる一方、電流を低下しはじめてから所定の
時間T1が経過してもアークが発生しない場合に
短絡電流を再びもとの所定の短絡電流かあるいは
それ以上に戻すことを要旨とする。
再生の前兆である溶滴のくびれを検出して、この
くびれ検出に応答して消耗電極ワイヤの短絡電流
を下げる一方、電流を低下しはじめてから所定の
時間T1が経過してもアークが発生しない場合に
短絡電流を再びもとの所定の短絡電流かあるいは
それ以上に戻すことを要旨とする。
実施例
以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明
する。
する。
第３図において１０１は溶接電源、１０３は消
耗電極ワイヤであつて、この消耗電極ワイヤ１０
３は図示しないモータによつて所定の速度制御を
受けながら溶接トーチ１０４を通つて母材１０６
の方に送給される。トーチ１０４の先端からは公
知のようにシールドガスが流出しており、消耗電
極ワイヤ１０３の突出部はこのシールドガスによ
り包囲されつつ母材１０６との間でアーク１０５
を発生して消耗し、溶接が行なわれる。
耗電極ワイヤであつて、この消耗電極ワイヤ１０
３は図示しないモータによつて所定の速度制御を
受けながら溶接トーチ１０４を通つて母材１０６
の方に送給される。トーチ１０４の先端からは公
知のようにシールドガスが流出しており、消耗電
極ワイヤ１０３の突出部はこのシールドガスによ
り包囲されつつ母材１０６との間でアーク１０５
を発生して消耗し、溶接が行なわれる。
溶接トーチ１０４と母材１０６間の電圧Ｖを検
出する電圧検出器１１０の出力信号は短絡時の最
小値記憶回路１１３と比較回路１１４に印加さ
れ、該最小値記憶回路１１３はVminを出力す
る。
出する電圧検出器１１０の出力信号は短絡時の最
小値記憶回路１１３と比較回路１１４に印加さ
れ、該最小値記憶回路１１３はVminを出力す
る。
この最小値Vminは比較回路１１４に印加され
設定器１１５によつて設定された設定値と加算後
上記電圧検出器１１０の出力と比較して、検出電
圧値が設定値と短絡時の最小電圧値Vminとの加
算値より大となつたとき、消耗電極ワイヤにくび
れが生じたと判断して、この比較器１１４は制御
信号をスイツチ１２０に印加して、スイツチ１２
０を低電流側の設定器１２１に切り換えて、溶接
電源１０１の電力電流、したがつて消耗電極ワイ
ヤ１０３の電流を低減させる。
設定器１１５によつて設定された設定値と加算後
上記電圧検出器１１０の出力と比較して、検出電
圧値が設定値と短絡時の最小電圧値Vminとの加
算値より大となつたとき、消耗電極ワイヤにくび
れが生じたと判断して、この比較器１１４は制御
信号をスイツチ１２０に印加して、スイツチ１２
０を低電流側の設定器１２１に切り換えて、溶接
電源１０１の電力電流、したがつて消耗電極ワイ
ヤ１０３の電流を低減させる。
設定器１１５の設定値は溶接ワイヤにくびれが
生じる時の消耗電極ワイヤと母材間の電圧値の上
昇値に対応して定められる。
生じる時の消耗電極ワイヤと母材間の電圧値の上
昇値に対応して定められる。
なお電圧を用いる代りに消耗電極ワイヤ１０３
と母材１０６間の抵抗Ｒによつて消耗電極ワイヤ
のくびれを検出してもよい。
と母材１０６間の抵抗Ｒによつて消耗電極ワイヤ
のくびれを検出してもよい。
なお１２２はアーク時の電流設定器であり、電
圧検出器１１０の出力によりアーク発生時に選ば
れる。また溶接電源１０１は誤差増幅器１０１ａ
に電流設定器１２２から印加される設定値と電流
検出器１１２から検出される消耗電極ワイヤ電流
との偏差に応じて電力制御回路１０１ｂの出力電
流を電流設定器１２２で設定された値になるよう
に制御する。
圧検出器１１０の出力によりアーク発生時に選ば
れる。また溶接電源１０１は誤差増幅器１０１ａ
に電流設定器１２２から印加される設定値と電流
検出器１１２から検出される消耗電極ワイヤ電流
との偏差に応じて電力制御回路１０１ｂの出力電
流を電流設定器１２２で設定された値になるよう
に制御する。
１２３はタイマであつて、比較器１１４の信号
によつて溶滴のくびれが検出された時点から計時
を開始し、一定時間T1後にアークが再生してい
なければスイツチ１２０を設定器１２４に切り換
えてもとの短絡電流ISPを消耗電極ワイヤに供給
する。このときの電流は短絡電流ISPよりも少し
大きい（ISP＋△Ｉ）であつてもよい。
によつて溶滴のくびれが検出された時点から計時
を開始し、一定時間T1後にアークが再生してい
なければスイツチ１２０を設定器１２４に切り換
えてもとの短絡電流ISPを消耗電極ワイヤに供給
する。このときの電流は短絡電流ISPよりも少し
大きい（ISP＋△Ｉ）であつてもよい。
この短絡電流によつて消耗電極ワイヤ溶融端は
くびれ後離脱し再びアークが発生する。
くびれ後離脱し再びアークが発生する。
上記期間T1は上述のような異常事態を発生さ
せない程度の時間に任意に設定できるものであ
る。
せない程度の時間に任意に設定できるものであ
る。
次にこの発明の制御方法を第２図と第４図を用
いて詳述する。正常時には消耗電極ワイヤと母材
間の短絡直後から消耗電極ワイヤの電流を第２図
に示す高い短絡電流ISPまで印加し（第６図S1）、
溶滴のくびれがステツプS2で検知されると、こ
の検知信号により、ステツプS3で、消耗電極ワ
イヤの電流が降下しはじめ、同時にステツプS4
でタイマが起動する。そしてステツプS5でアー
クが発生したか否か判定され、時間T1内にアー
クが発生したらステツプS9にてタイマをリセツ
トし、アーク発生に移行する。
いて詳述する。正常時には消耗電極ワイヤと母材
間の短絡直後から消耗電極ワイヤの電流を第２図
に示す高い短絡電流ISPまで印加し（第６図S1）、
溶滴のくびれがステツプS2で検知されると、こ
の検知信号により、ステツプS3で、消耗電極ワ
イヤの電流が降下しはじめ、同時にステツプS4
でタイマが起動する。そしてステツプS5でアー
クが発生したか否か判定され、時間T1内にアー
クが発生したらステツプS9にてタイマをリセツ
トし、アーク発生に移行する。
もしステツプS5において、タイマに設定され
た時間T1を経過した後もアークが再生しない場
合には、ステツプS6に進んでタイマをリセツト
し、さらにステツプS7で消耗電極ワイヤの電流
低下を止めて、ステツプS8でその電流をもとの
短絡電流ISPまで増加させてステツプS2に戻る。
た時間T1を経過した後もアークが再生しない場
合には、ステツプS6に進んでタイマをリセツト
し、さらにステツプS7で消耗電極ワイヤの電流
低下を止めて、ステツプS8でその電流をもとの
短絡電流ISPまで増加させてステツプS2に戻る。
なお、より早くより確実に通常のサイクルに復
帰させるためにISPの代わりにISP＋△Ｉに切り替
えることも含まれる。増加分電流△Ｉとしては第
４図に破線で示されるごとく一定△Ｉ＝α1でも図
示しないが時間と共に増加するようなもの△Ｉ＝
α2tでもよい。、なおα1、α2は定数である。
帰させるためにISPの代わりにISP＋△Ｉに切り替
えることも含まれる。増加分電流△Ｉとしては第
４図に破線で示されるごとく一定△Ｉ＝α1でも図
示しないが時間と共に増加するようなもの△Ｉ＝
α2tでもよい。、なおα1、α2は定数である。
ここで前記短絡ピーク電流ISPについて触れて
おくと、ISPそのものが直接にスパツタに与える
影響は再アーク電流IRAが低レベルである程スパ
ツタ発生は少ない。しかしながら溶接電流回路中
のインダクタンスや抵抗により定まる時定数で電
流はISPから降下してゆくことを考えると、ISPが
低いほどIRAが下がり、結果的に電流ISPは低い方
がスパツタ発生が少ないことが知られている。し
かるに本発明の方法では第４図において短絡ピー
ク電流をISP＋△Ｉのレベルに上げることも含ま
れており、再アーク電流IRAもIRA′レベルに上がる
ことになるが、かかる例が発生する頻度は低いも
のであつて、スパツタ発生に対して厳しく影響を
及ぼすものではない。さらにこのことは言い換え
れば全く低頻度の異常発生時だけ短絡電流を高く
する代りに、通常の場合の短絡電流ISPは可能な
限り低い値に設定することができ、よりスパツタ
の発生を抑制できる。
おくと、ISPそのものが直接にスパツタに与える
影響は再アーク電流IRAが低レベルである程スパ
ツタ発生は少ない。しかしながら溶接電流回路中
のインダクタンスや抵抗により定まる時定数で電
流はISPから降下してゆくことを考えると、ISPが
低いほどIRAが下がり、結果的に電流ISPは低い方
がスパツタ発生が少ないことが知られている。し
かるに本発明の方法では第４図において短絡ピー
ク電流をISP＋△Ｉのレベルに上げることも含ま
れており、再アーク電流IRAもIRA′レベルに上がる
ことになるが、かかる例が発生する頻度は低いも
のであつて、スパツタ発生に対して厳しく影響を
及ぼすものではない。さらにこのことは言い換え
れば全く低頻度の異常発生時だけ短絡電流を高く
する代りに、通常の場合の短絡電流ISPは可能な
限り低い値に設定することができ、よりスパツタ
の発生を抑制できる。
なおこの発明においては１回の電流制御でアー
クが再生しない場合には第５図に示すように、第
６図のステツプS5、S6、S7、S8、S2、S3、S4、
S5…を複数回くり返してもよい。
クが再生しない場合には第５図に示すように、第
６図のステツプS5、S6、S7、S8、S2、S3、S4、
S5…を複数回くり返してもよい。
なおこの発明では、第４図、第５図において短
絡後の印加電流が実線で示されるように短絡ピー
ク電流ISPでほぼ一定になるようなものに限定さ
れる訳ではなく、２点鎖線で示されるような時間
と共に減少するようなものも本発明は包含するも
のである。また電圧電流波形は模式的に示したに
すぎず、そのレベルも割合を示すものではなく時
間も同様に割合を示すものではない。
絡後の印加電流が実線で示されるように短絡ピー
ク電流ISPでほぼ一定になるようなものに限定さ
れる訳ではなく、２点鎖線で示されるような時間
と共に減少するようなものも本発明は包含するも
のである。また電圧電流波形は模式的に示したに
すぎず、そのレベルも割合を示すものではなく時
間も同様に割合を示すものではない。
効 果
以上、本発明によれば短絡とアーク繰り返し中
のアーク再生失敗を防止したから、溶接安定進行
時のISPを低レベルにおさえることができ、より
確実にスパツタの発生を抑制することができる。
このことは溶着効率の向上、母材に付着するスパ
ツタの除去工程の省略という利点もさることなが
ら、アーク再生失敗やトーチノズルに付着してス
パツタを取り除くために余儀なくされた溶接中断
の回数も大幅に減少し、長時間連続溶接が可能と
なる。
のアーク再生失敗を防止したから、溶接安定進行
時のISPを低レベルにおさえることができ、より
確実にスパツタの発生を抑制することができる。
このことは溶着効率の向上、母材に付着するスパ
ツタの除去工程の省略という利点もさることなが
ら、アーク再生失敗やトーチノズルに付着してス
パツタを取り除くために余儀なくされた溶接中断
の回数も大幅に減少し、長時間連続溶接が可能と
なる。
長時間連続溶接が可能となる効果は単にアーク
発生時間の労働時間に占める割合が増大するばか
りでなく、昨今急激に適用拡大が進んでいる溶接
のロボツト化において無人化が不可能な理由が上
述のようにほとんど解消され、工業的に非常に有
効である。
発生時間の労働時間に占める割合が増大するばか
りでなく、昨今急激に適用拡大が進んでいる溶接
のロボツト化において無人化が不可能な理由が上
述のようにほとんど解消され、工業的に非常に有
効である。
第１図は短絡移行溶接の過程を示し、イは溶滴
移行過程、ロは電圧波形、ハは電流波形を示す
図、第２図はアーク再生直前に電流を低下させる
短絡移行溶接の過程を示す電圧、電流波形図、第
３図はこの発明の制御方法に用いられる回路の一
例を示すブロツク図、第４図と第５図は本発明の
代表的時間対電圧および電流の特性曲線、第６図
は本発明の方法による溶接進行中の制御フローチ
ヤートである。 １０１……溶接電源、１０３……消耗電極ワイ
ヤ、１０６……母材、１２３……タイマ、１２
１，１２２，１２３……設定器、ISP……短絡電
流。
移行過程、ロは電圧波形、ハは電流波形を示す
図、第２図はアーク再生直前に電流を低下させる
短絡移行溶接の過程を示す電圧、電流波形図、第
３図はこの発明の制御方法に用いられる回路の一
例を示すブロツク図、第４図と第５図は本発明の
代表的時間対電圧および電流の特性曲線、第６図
は本発明の方法による溶接進行中の制御フローチ
ヤートである。 １０１……溶接電源、１０３……消耗電極ワイ
ヤ、１０６……母材、１２３……タイマ、１２
１，１２２，１２３……設定器、ISP……短絡電
流。
Claims (1)
- １ 消耗電極ワイヤと母材との間で短絡とアーク
発生が交互に発生する短絡移行を伴なう溶接にお
いて、短絡時に所定の短絡電流ISPを電極ワイヤ
に供給し、短絡終期に生じる消耗電極ワイヤの溶
滴のくびれを検出し、このくびれ検出に応答して
電極ワイヤの電流を低下させるとともに、上記電
流の低下を始めてから一定時間経過後アークが再
生しない場合に消耗電極ワイヤの電流を略上記短
絡電流ISPからISPより大なる値ISP＋△Ｉに復帰さ
せることを特徴とする短絡移行を伴なう溶接の電
流制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7535283A JPS59202171A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 短絡移行を伴なう溶接の電流制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7535283A JPS59202171A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 短絡移行を伴なう溶接の電流制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202171A JPS59202171A (ja) | 1984-11-15 |
| JPH0328260B2 true JPH0328260B2 (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=13573757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7535283A Granted JPS59202171A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 短絡移行を伴なう溶接の電流制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59202171A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020075791A1 (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アーク溶接制御方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2368661B1 (en) * | 2009-04-17 | 2017-07-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Arc welding control system |
| JP6134601B2 (ja) * | 2013-07-23 | 2017-05-24 | 株式会社ダイヘン | 溶接電源のくびれ検出制御方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS588948B2 (ja) * | 1974-02-14 | 1983-02-18 | 株式会社ダイヘン | 短絡移行形ア−ク溶接法 |
| JPS588948A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-19 | Toshiba Corp | 太陽熱選択吸収板の製造方法 |
| JPS59199174A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-12 | Kobe Steel Ltd | 短絡移行を伴なう溶接の電流制御方法 |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP7535283A patent/JPS59202171A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020075791A1 (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アーク溶接制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59202171A (ja) | 1984-11-15 |
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